于明月

（山東魯美建設(shè)有限公司 山東 龍口 265700）

與使用傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計相比，新興起的鋼結(jié)構(gòu)架構(gòu)具有結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定、成本投資低，施工速度快，周期短見效快，綠色環(huán)保，可移動重復(fù)利用等很多優(yōu)點(diǎn)，所以在現(xiàn)在輕工業(yè)建筑廠房中受到業(yè)主青睞，在建筑廠房中使用較多，但是從實(shí)際案例中也發(fā)現(xiàn)存在一些不足，存在安全隱患，所以需要進(jìn)行進(jìn)行加固優(yōu)化設(shè)計，消除隱患，保障生產(chǎn)安全。

1 鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)廠房主要是指利用鋼材制作梁柱等承重構(gòu)件、屋架以及屋蓋的廠房建筑。隨著我國基建水平提高，對材料的使用量和性能都有了提升。建筑鋼制材料經(jīng)過不斷的改進(jìn)，在質(zhì)量和產(chǎn)量方面得到不斷增加，隨著應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的構(gòu)架應(yīng)用表現(xiàn)出的優(yōu)勢也將越來越明顯，在接下來的應(yīng)用范圍勢必會再次拓展。但是與傳統(tǒng)的混凝土材料相比，鋼結(jié)構(gòu)雖然具有質(zhì)量輕、屋架跨度大、房屋輕度高，施工周期短、投資成本抵、防火性、防腐蝕性好以及便于拆卸和可回收利用等優(yōu)點(diǎn)，可以快速投入使用，尤其是在廠房建設(shè)中的應(yīng)用優(yōu)勢更是體現(xiàn)的無可比擬，比如今年的火神山、雷神山醫(yī)院震驚中外的建設(shè)速度。但是目前應(yīng)用的范圍還是比較窄，案例應(yīng)用的領(lǐng)域相對較少，較混凝土應(yīng)用的設(shè)計理論還不是很充分，特別是在一些承載較重，空間較大，單元復(fù)雜的廠房建設(shè)中，需要繼續(xù)探索。為了保證安全，提高使用壽命，進(jìn)行加固處理，采取必要的措施是非常必要的，尤其是對一些鋼結(jié)構(gòu)廠房的承重構(gòu)件，要進(jìn)一步采取科學(xué)有效的加固優(yōu)化，不僅要優(yōu)化加固設(shè)計方案還要對案例施工過程的現(xiàn)場加強(qiáng)質(zhì)量控制，最大限度地確保鋼結(jié)構(gòu)廠房加固后在應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和使用安全性。

2 鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑進(jìn)行加固設(shè)計的原因分析

由于鋼結(jié)構(gòu)架構(gòu)應(yīng)用在建筑上有很多有點(diǎn)，所以應(yīng)用范圍越來越廣，但是因?yàn)楹芏嗲闆r是探索性建設(shè)，所以在建設(shè)初期設(shè)計可能存在一定的缺陷，在固定載荷或是變動載荷的長期作用下，可能存在潛在的危險，所以對有些廠房建筑物體需要進(jìn)行加固。通過實(shí)際工作安利的總結(jié)，加固主要是應(yīng)對不同情況的載荷。一般份三種情況：①設(shè)計之初載荷計算不準(zhǔn)確，或是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)因素或是人為因素，導(dǎo)致實(shí)際建成后鋼結(jié)構(gòu)廠房的承載載荷不能達(dá)到理論設(shè)計的要求，出現(xiàn)不同程度的變形，造成安全隱患。若是之前選擇的是輕質(zhì)鋼材作為主要承重體，很容易造成塌方。這種變形必須及時采取加固措施，提高鋼結(jié)構(gòu)架構(gòu)的負(fù)荷能力，消除危害，確保廠房人員和財產(chǎn)安全；②有一些企業(yè)經(jīng)營比較好，需要擴(kuò)大經(jīng)營規(guī)?；蚴巧a(chǎn)能力，需要擴(kuò)大廠房建設(shè)，提升容量，因現(xiàn)有廠房的存在，很多企業(yè)都會不會選擇重新建設(shè)，在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)容成為首要選擇，這就涉及到原有設(shè)計當(dāng)中的負(fù)載及空間尺度發(fā)生了變化。擴(kuò)容后的廠房的跨度必然增加，導(dǎo)致其負(fù)載越來越大，但是鋼結(jié)構(gòu)材料的固有強(qiáng)度沒變，支撐能力下降，因此要繼續(xù)保持穩(wěn)定性，必須對廠房實(shí)施加固處理，提高載荷能力；③肆意增加載荷。在建成后期，企業(yè)為了生產(chǎn)的順利進(jìn)行，有部分企業(yè)私自在廠房的頂端加裝太陽能設(shè)施，保證取暖或是穩(wěn)定的供水溫度，尤其是水加熱，這個突變載荷的變化是原來設(shè)計中沒有考慮計算在內(nèi)的，這種人為干涉額外增加的載荷不可避免的增加了廠房的負(fù)荷。

3 鋼結(jié)構(gòu)廠房加固設(shè)計注意的要點(diǎn)及措施

3.1 加固設(shè)計注意的要點(diǎn)

從很多需要進(jìn)行采取加固措施的案例中分析，載荷的變化一般來自兩個方面：①橫向支撐力度不夠；②柱向支撐的變化。加固的地方一般包括對屋頂檁條間、屋架之間、柱間支撐、局部受破壞彎曲軸進(jìn)行加固處理。具體如何加固，加固前要根據(jù)結(jié)構(gòu)件的可靠性現(xiàn)狀進(jìn)行現(xiàn)場評估，進(jìn)行可靠的計算分析，制定可靠的方案，選擇最優(yōu)工藝。總體來講加固要遵循以下幾點(diǎn)：①全面了解鋼結(jié)構(gòu)廠房的材料性能以及體系架構(gòu)，充分了解結(jié)構(gòu)缺陷和損傷，組織專業(yè)人士現(xiàn)場勘察，統(tǒng)一研究，為制定加固優(yōu)化方案做好準(zhǔn)備；②要充分考慮加固的經(jīng)濟(jì)性、合理性及可靠性，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)際情況選擇最優(yōu)先加固措施。例如采取新舊結(jié)構(gòu)或者新材料的連接技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)有的加固施工水平，盡量考慮綜合技術(shù)指標(biāo)。同時要充分注意周圍環(huán)境對施工的雙向影響，降低互相干擾；③盡量在原有圖紙基礎(chǔ)上進(jìn)行加固，保留原有結(jié)構(gòu)與部件，不破壞原有的承載力。拆卸肯定帶來損傷。要盡量做到加固融于固有的主體，尤其是新舊結(jié)合的地方要做好親融性，避免隱患；④加強(qiáng)實(shí)際結(jié)構(gòu)檢測、做好監(jiān)督，嚴(yán)格落實(shí)工藝方案。質(zhì)量檢測是減少人為造成損失的保證，必須發(fā)揮應(yīng)有的作用。不僅要保證施工、工藝的質(zhì)量，還要保證材質(zhì)本身的質(zhì)量。

3.2 加固設(shè)計具體措施

目前我們在處理一些鋼結(jié)構(gòu)加工廠房的加固設(shè)計處理通用的做法改變內(nèi)應(yīng)力和調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)件的支撐布置來進(jìn)行處理，從而改善承載效果，起到加固作用。改變內(nèi)應(yīng)力就是對原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，提升原先廠房的整體承載能力。調(diào)節(jié)構(gòu)件就是增加面里的撐桿、拉條、系桿等及更換修復(fù)等施工。具體的處理方案，根據(jù)實(shí)際案例，大概歸納為以下幾種情況：①增加原有結(jié)構(gòu)的柱向承載能力，最大限度的減少改動地方，減少二次損傷。比如通過一些結(jié)構(gòu)的適當(dāng)加撐、修復(fù)、更換等方式，增加廠房的負(fù)荷能力，起到加固的作用；②改善截面承載能力，通過增加相關(guān)構(gòu)件截面承載能力進(jìn)行加固，這種方案的施工工藝處理，需要注意上述分析的問題，需要對被加固廠房有一定的了解，并進(jìn)行充分的檢查和分析，了解其損害和缺陷的程度，然后根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的截面形式。另外注意要根據(jù)不同區(qū)域損壞的程度，進(jìn)行各自單獨(dú)計算分析，再根據(jù)結(jié)果選擇合理的片區(qū)加固設(shè)計方案，既要保證局部又要確保整體負(fù)荷的能力；③對遇到一些空間結(jié)構(gòu)對施工受到限制的廠房，可以考慮現(xiàn)實(shí)情況無法變動的情況下，不改變截面的大小，可通過采取對整個結(jié)構(gòu)的內(nèi)在應(yīng)力分析，利用預(yù)應(yīng)力工藝，優(yōu)化廠房鋼結(jié)構(gòu)架構(gòu)的負(fù)荷能力，達(dá)到加固的目的。這種情況需對原資料熟悉并進(jìn)行整體計算，工作量大；④可以根據(jù)建筑廠房案例需求，在原有屋面結(jié)構(gòu)上增加撐桿和系桿，或是在廠房的柱子之間增加支撐桿，進(jìn)而分散結(jié)構(gòu)的負(fù)荷力。這種情況對一些非正規(guī)設(shè)計院設(shè)計，偷工減料的廠房經(jīng)常采用。一般都是屋面體系加系桿或是軸與軸之間加支撐；⑤縫隙加固與零部件加固用的比較多的是部件替換?？p隙

加固要注意分析出現(xiàn)縫隙的原因，輕微的或是非主承重位置可以進(jìn)行適當(dāng)修補(bǔ)。對斷裂的或是關(guān)鍵支撐，盡可能更換新，并分析原因進(jìn)行加固，分散負(fù)荷，減少再次裂縫。對于鏈接加固常用的就是焊接與鉚釘，加固一般就是更換及重新焊接或是混合鏈接。但是要注意焊接前的清理，提高焊接質(zhì)量。

4 總結(jié)

鋼結(jié)構(gòu)廠房加固優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵是載荷的承載布置，所以在進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化的之前，應(yīng)該首選到現(xiàn)場進(jìn)行工程加固的考察檢測，根據(jù)工程加固要達(dá)到的目的及實(shí)地綜合影響因素選擇方案，進(jìn)而確保整個工程的加固質(zhì)量。